Đ AS ĐTLER - DEUkisi.deu.edu.tr/kamile.tosun/durabilite-_2-1.pdf · 2011-08-04 · as Đt etk...

ASĐT ETKĐSĐ

KUVVETLĐ ASĐTLERSÜLFÜRĐK ASĐT H2SO4 HĐDROKLORĐK ASĐT HClNĐTRĐK ASĐT HNO3

ZAYIF ASĐTLER

H2S + SU FĐLMĐ + OKSĐJEN H2SO4

SO3 + SU FĐLMĐ + OKSĐJEN H2SO4

BETON BAZİK ORTAM ASİDİK SIVILAR

KALSİYUMLU BİLEŞENLER ÜZERİNDE (Ca(OH)2, CSH, CAH) ÇÖZÜCÜ ETKİ

HĐDROFLORĐK ASĐT

ASĐT ETKĐSĐCevreden asit eriyiği

Reaksiyon ürünlerinin erime veya aşınma ile

uzaklaşması

Sertleşmiş çimentonun mikro yapısının (boşluk sisteminin)

tabaka tabaka bozulması

Yerinde kalmış, bozulmuş tabaka

(normal betondan çok daha geçirimli

6.5 ≤ ≤ ≤ ≤ pH ≥≥≥≥ 5.55.5 < pH ≥≥≥≥ 4.5

4.5 ≤ ≤ ≤ ≤ pH ≥≥≥≥ 4.0

TS EN206

ÖNLEM: Yüzey asit etkisine dayanıklı geçirimsiz maddelerle (bitümlü malzemeler, poliüretan, sentetik reçineler vb.) kaplanmalıdır.

ÇOK KUVVETLĐ (XA3)

HAFĐF (XA1)

KUVVETLĐ (XA2)

ÇEVRESEL ETKİ SINIFI- TS EN 206

Đleri derecede agresif kimyasal etkiXA3XA3XA3XA3XA3XA3XA3XA3

XA3

0.45C35/45360

XA2

0.50C30/37

320

SÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTOSÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTOSÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTOSÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTOSÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTOSÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTOSÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTOSÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTO

XA2XA2XA2XA2XA2XA2XA2XA2 Orta derecede agresif kimyasal etki veya deniz suyuna maruz

XA1

C30/37

EN BÜYÜK S/CEN BÜYÜK S/CEN BÜYÜK S/CEN BÜYÜK S/CEN BÜYÜK S/CEN BÜYÜK S/CEN BÜYÜK S/CEN BÜYÜK S/C

XA1XA1XA1XA1XA1XA1XA1XA1 Düşük derecede agresif kimyasal etki

EN AZ DAYANIMEN AZ DAYANIMEN AZ DAYANIMEN AZ DAYANIMEN AZ DAYANIMEN AZ DAYANIMEN AZ DAYANIMEN AZ DAYANIM

EN AZ DOZAJ EN AZ DOZAJ EN AZ DOZAJ EN AZ DOZAJ EN AZ DOZAJ EN AZ DOZAJ EN AZ DOZAJ EN AZ DOZAJ kg/mkg/mkg/mkg/mkg/mkg/mkg/mkg/m33333333

0.55

300

ZARARLI KİMYASAL ÇEVRELERZARARLI KİMYASAL ÇEVRELERZARARLI KİMYASAL ÇEVRELERZARARLI KİMYASAL ÇEVRELERZARARLI KİMYASAL ÇEVRELERZARARLI KİMYASAL ÇEVRELERZARARLI KİMYASAL ÇEVRELERZARARLI KİMYASAL ÇEVRELER

DİĞERDİĞERDİĞERDİĞERDİĞERDİĞERDİĞERDİĞER

ASĐT ETKĐSĐKANALĐZASYON KESĐTĐ

Oksijensiz kanalizasyon ortamında Hidrojen sülfit

oluşumu

Hidrojen sülfit kaçışı

Beton yüzeyine

Asit saldırısı

Beton yüzeyinde oksijeniçeren ortamda sülfirik asitin

bakteriolojik oluşumu

H2S + 2O2

Aeorobik BakteriH2SO4

SÜLFİRİK ASİT ETKİSİSÜLFİRİK ASİT ETKİSİ

DENĐZLĐ ĐLĐ MERKEZ BĐR ARITMA TESĐSĐ DENĐZLĐ ĐLĐ MERKEZ BĐR ARITMA TESĐSĐ BETONARME ĐSTĐNAT DUVARIBETONARME ĐSTĐNAT DUVARI

FOSEPTİK ÇUKURU FOSEPTİK ÇUKURU

DENĐZLĐ ĐLĐ BEKĐLLĐ ĐLÇESĐDENĐZLĐ ĐLĐ BEKĐLLĐ ĐLÇESĐFOSEPTĐK HAVUZU BETONARME ELEMANI FOSEPTĐK HAVUZU BETONARME ELEMANI

ASĐT ETKĐSĐASĐT ETKĐSĐ

YENĐ VE HENÜZ BOZULMAMIŞ

ASĐT ETKĐSĐNE MARUZ KALMIŞ

ÇĐÇEKLENMEÇĐÇEKLENME

KĐREÇLĐ BĐLEŞENLERĐN SIZMASI (CaCO3, CaSO4)

TUZ BĐRĐKĐMĐ(Deniz kumu kullanılan yerler)

ÇĐÇEKLENME

ÖNLEM: Yapının zeminden su emmesi engellenmeli, temiz ve yıkanmış agrega kullanımı, geçirimsiz beton üretimi, uygun çimento kullanımı, puzolanik katkı kullanımı, nem önleyici katkı maddeleri kullanımı vb.

Y.A.S.S.

Zemin Y.A.S.S.

Zemin

Kapiler yolla suyun yükselmesi

Suya doygun beton

Tuğla Duvar

Tuğla veya harçtaki çözünebilir tuzların nemli ortamda çözünmesi

Oluşan çözeltinin kapiler boşluklardaki hareketi

Buharlaşma

Tuz birikimi Çiçeklenme

BetonarmeKolon

Sıva

ALKALĐALKALĐ--SĐLĐKA REAKSĐYONUSĐLĐKA REAKSĐYONU

ÜÇ KOŞUL BĐR ARADA OLMALI !1) ÇĐMENTODA ALKALĐ OKSĐT DEĞERĐ

(Na2O + 0.658 K2O) > %0.6

2) AGREGADA AKTĐF SĐLĐS BULUNMALI (OPAL, TRĐDĐMĐT, KRĐSTOBALLĐT, VOLKANĐK CAM, RĐYOLĐT, ANDEZĐT ve TÜFLERĐ)

YILLAR SONRA JEL OLUŞUMU(SODYUM + POTASYUM + KALSĐYUM SĐLĐKAT)

HACĐM GENLEŞMESĐ

AĞ ŞEKLĐNDE ÇATLAKLAR

SĐLĐSLĐ YÜZEY SERTLEŞTĐRĐCĐLERE DĐKKAT!

3) NEM

ALKALĐALKALĐ--AGREGA REAKTĐVĐTESĐAGREGA REAKTĐVĐTESĐ

JEL OLUŞUMU ĐNCE KESĐT FOTOĞRAFI

ALKALĐALKALĐ--SĐLĐKA REAKSĐYONUSĐLĐKA REAKSĐYONU

ASR Hasarına Uğramış Köprü Ayağı (İzmir)ASR Hasarına Uğramış Köprü Ayağı (İzmir)

ALKALĐALKALĐ--SĐLĐKA REAKSĐYONUSĐLĐKA REAKSĐYONU

ALKALĐALKALĐ--AGREGA REAKTĐVĐTESĐAGREGA REAKTĐVĐTESĐ

ALKALĐ-AGREGA REAKTĐVĐTESĐ BOZULMASI

ASR HASARINA UĞRAMIŞ YAPI ÖRNEKLERĐ

ASR nedeniyle oluşan çatlaklar , beton yüzeyinde dökülmeler veyüzeyden sızan ASR jelinin karbonatlaşması

ASR NEDENİYLE ÇATLAYAN ASR NEDENİYLE ÇATLAYAN ELEKTRİK DİREKLERİELEKTRİK DİREKLERİ--BERGAMABERGAMA

DENEY ALETLERĐHARÇ ÇUBUĞU DENEYLERİ

REAKTİF AGREGA MİKTARI SINIRLANDIRILMALI

BETONUN ALKALİ İÇERİĞİ AZALTILMALI

BETONUN NEM İÇERİĞİ AZALTILMALI

BETONUN GEÇİRİMSİZLİĞİ SAĞLANMALI

MİNERAL veya KİMYASAL KATKI KULLANILMALI

(Silika Tozu, Uçucu Kül, Lityum tuzları vb.)

ASR - ÖNLEMLER

ALKALİ KARBONAT REAKSİYONU (AKR), DOLOMİT VE/VEYA KİL MİNERALLİ VE İNCE TANELİ KİREÇTAŞI İÇEREN AGREGALARDAN İMAL EDİLMİŞ BETONLARDA MEYDANA GELMEKTEDİR.

ALKALi-KARBONAT REAKSiYONU (ACR)

REAKSİYON

GENLEŞEN ÜRÜNLER

ÇATLAK-HASAR

İlk aşamada dolomit yüksek pH’ta çözünerek kalsit, brusit

ve karbonat iyonlarına ayrılır:

CaMg(CO3)2 + 2 OH- � CaCO3 + Mg(OH)2 + CO32-

Çözeltideki fazla karbonatlar kireçle reaksiyona girerek ilave

kalsit ve hidroksit iyonları oluştururlar. Hidroksit iyonları

reaksiyon serisinin ilk aşamasında tekrar görev alırlar:

CO32- + Ca(OH)2 � CaCO3 + 2 OH-

Net reaksiyon dolomit veya portlandit tükeninceye kadar

devam eder:

CaMg(CO3)2 + Ca(OH)2 � Mg(OH)2 + 2 CaCO3

ALKALi-KARBONAT REAKSiYONU (ACR)

Yaya yolu kaplamasında alkali-karbonat reaktivitesi sebebiyle oluşan harita çatlağı Kingston, Ontario

ALKALi-KARBONAT REAKSiYONU (ACR)

ALKALİ-SİLiKA REAKSİYONU VE ALKALİ-KARBONAT REAKSİYONU KOMBİNASYONU SONUCU YAPIDA HASAR,NEW-JERSEY

ACR ve ASR KOMBİNASYONU

DENİZ SUYU ETKİSİ

Aşındırma (Dalgaların ve suda yüzen parçacıkların)Islanma-kuruma Donma-çözülme

Donatı Korozyonu (klorürler) Sülfat (Mg2SO4) Magnezyum İyonlarıKarbonik Asit

EN ÇOK ZARAR ISLANMA-KURUMA BÖLGELERİNDE

Bozuk yüzey

Açığa çıkmış agrega

FĐZĐKSELFĐZĐKSEL KĐMYASALKĐMYASAL

DENİZ SUYU ETKİSİDENİZ SUYU ETKİSİ

DENİZ SUYU ETKİSİDENİZ SUYU ETKİSİ

DENİZ SUYU ETKİSİDENİZ SUYU ETKİSİ

KONAK-GÜZELYALI SAHĐL BULVARI

DENĐZ SUYU ETKĐSĐDENĐZ SUYU ETKĐSĐ

GÜLLÜKGÜLLÜKGÜLLÜKGÜLLÜKGÜLLÜKGÜLLÜKGÜLLÜKGÜLLÜKİSKELESİİSKELESİİSKELESİİSKELESİİSKELESİİSKELESİİSKELESİİSKELESİ

DENĐZ SUYU ETKĐSĐDENĐZ SUYU ETKĐSĐ

TUZLATUZLATUZLATUZLATUZLATUZLATUZLATUZLAİSKELESİİSKELESİİSKELESİİSKELESİİSKELESİİSKELESİİSKELESİİSKELESİ

ÇEVRESEL ETKİ SINIFIÇEVRESEL ETKİ SINIFI-- TS EN 206TS EN 206

Denizin altında (deniz yapılarının belli kısımları)Denizin altında (deniz yapılarının belli kısımları)XS2XS2XS2XS2XS2XS2XS2XS2

XS20.45C35/45

320

Gelgit, dalga ve serpintiye maruz (deniz yapılarının belli Gelgit, dalga ve serpintiye maruz (deniz yapılarının belli kısımları)kısımları)

XS3XS3XS3XS3XS3XS3XS3XS3

XS30.45C35/45

340

XS1XS1XS1XS1XS1XS1XS1XS1 Deniz suyu ile direkt temas yok (sahile yakın yapılar)Deniz suyu ile direkt temas yok (sahile yakın yapılar)

KLORÜRLERDEN KAYNAKLANAN KOROZYONKLORÜRLERDEN KAYNAKLANAN KOROZYONKLORÜRLERDEN KAYNAKLANAN KOROZYONKLORÜRLERDEN KAYNAKLANAN KOROZYONKLORÜRLERDEN KAYNAKLANAN KOROZYONKLORÜRLERDEN KAYNAKLANAN KOROZYONKLORÜRLERDEN KAYNAKLANAN KOROZYONKLORÜRLERDEN KAYNAKLANAN KOROZYON

EN BÜYÜK EN BÜYÜK EN BÜYÜK EN BÜYÜK EN BÜYÜK EN BÜYÜK EN BÜYÜK EN BÜYÜK S/CS/CS/CS/CS/CS/CS/CS/C

EN KÜÇÜKEN KÜÇÜKEN KÜÇÜKEN KÜÇÜKEN KÜÇÜKEN KÜÇÜKEN KÜÇÜKEN KÜÇÜK

DAYANIMDAYANIMDAYANIMDAYANIMDAYANIMDAYANIMDAYANIMDAYANIM

EN AZ EN AZ EN AZ EN AZ EN AZ EN AZ EN AZ EN AZ DOZAJ DOZAJ DOZAJ DOZAJ DOZAJ DOZAJ DOZAJ DOZAJ kg/mkg/mkg/mkg/mkg/mkg/mkg/mkg/m33333333

XS10.50C30/37

300

DENİZ SUYUDENİZ SUYUDENİZ SUYUDENİZ SUYUDENİZ SUYUDENİZ SUYUDENİZ SUYUDENİZ SUYU

BETONUN ÇELİĞİ KOROZYONDAN KORUMASI

FİZİKSEL KORUMA

ZARARLI MADDELERİN, SUYUN KOLAYCA ÇELİĞE ULAŞMASININ ENGELLENMESİ (BETONUN GEÇİRİMSİZLİĞİNE ve PAS PAYI TABAKASI KALINLIĞINA BAĞLI)

KİMYASAL KORUMA

BETONUN ÇELİĞE YÜKSEK DERECEDEN ALKALİ BİR ORTAM SUNMASI (pH ≅≅≅≅ 12.6 - 13.5) (PASSİVİZASYON)

Beton yüzeyi Donatı Çubuğu

pH ≥≥≥≥ 12.5MĐKROSKOBĐK OKSĐT TABAKASI

(PASĐF TABAKA)

DONATININ PASLANMASI MÜMKÜN DEĞĐL (PASĐF TABAKANIN STABĐL

KALMASI DURUMUNDA)

KALİTELİ GEÇİRİMSİZ BETON, İÇİNE GÖMÜLÜ ÇELİĞİ KOROZYONDAN KORUR:

BETONDA YÜKSEK pH’ın KAYNAĞI

ÇĐMENTO C3S ve C2S BĐLEŞENLERĐNĐN HĐDRATASYONU

Ca(OH)2 (SÖNMÜŞ KĐREÇ)

SERBEST CaO + H2O Ca(OH)2

(ALKALĐ OKSĐTLER) K2O, Na2O + H2O KOH, NaOH

7

pH d

eğer

i

Zaman

89

1011121314

∼∼∼∼12.6

∼∼∼∼9.5∼∼∼∼8.3

1

2

3 4 5

Alkali koruyucu etkinin başlangıcı2

Beton Üretimi1

Karbonatlaşmanın başlangıcı3

Alkali koruyucu etkinin sonu4

Donatının elektrolitik korozyonunun başlangıcı

5

KARBONATLAŞMA

Ca(OH)2

CO2

Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O

pH≈≈≈≈12.6 pH≈≈≈≈8.3

pH<9.5 - 11.5 ise PASLANMA !! (ORTAMDA O2 ve SU MEVCUTSA)

KARBONATLAŞMA HIZI;KARBONATLAŞMA HIZI;

BETONUN BOŞLUK YAPISINI ETKİLEYEN TÜM FAKTÖRLER (S/Ç ORANI, KÜR, DOZAJ vb.)

CO2 YÜZDESİ (N. H. % 0.03, B. ŞEHİR % 0.3)

ÇİMENTO KİMYASAL YAPISI (ALKALİ İÇERİĞİ, CaO İÇERİĞİ)

HAVA NEMİ (%50-60 maks. HIZ)

PAS PAYININ KALINLIĞI ve KALİTESİ (GEÇİRİMSİZLİK)

SICAKLIK vb., FAKTÖRLERE BAĞLIDIR

KARBONATLAŞMA CEPHESĐNĐN TESPĐTĐ

PHENOLPTHALEĐN (%0.1 ) pH > 8.3 PEMBE, KIRMIZI RENK

THYMOLPTHALEĐN (%0.1 ) pH > 9.3 MAVĐ, MOR RENK

28 günlük basınç dayanımı(MPa)

Karbonatlaşma Derinliği(mm)

20 4540 1760 5

İngiltere’ de açıkta bırakılan (yağmurdan korunmuş) beton elemanların 30 yıl sonunda karbonatlaşma derinlikleri

ÖNLEM: MÜMKÜNSE KARBONATLAŞMIŞ BETON UZAKLAŞTIRILMALI BU BÖLGE TAMİR HARÇLARIYLA YENİLENMELİ ve GEÇİRİMSİZLİĞİ SAĞLANMALI

KARBONATLAŞMIŞ BETONDA BETON TABANCASI DENEYİ

KARBONATLAŞMIŞ BETON BETON YÜZEYİNDE SERTLEŞME

BETON TABANCASI (ÇEKİCİ) DENEYİNDE

ÇOK BÜYÜK YANILGILAR !!!

ÖRNEK ÇALIŞMA: BETON YAŞI 25 YILLIK ve 50 GÜNLÜK OLAN İKİ YAPIDA BETON TABANCASI + KAROT DENEYİ UYGULANMIŞ

BETON TABANCASI İLE fck = 16.9 MPa !!KAROT İLE fck = 4.8 MPa

BETON YAŞI 25 YIL

BETON TABANCASI İLE fck = 25.1 MPaKAROT İLE fck = 18.0 MPa

BETON YAŞI 50 GÜN

ÇEVRESEL ETKİ SINIFIÇEVRESEL ETKİ SINIFI-- TS EN206TS EN206KOROZYON veya ZARAR RĐSKĐ YOK

EN BÜYÜK S/CEN KÜÇÜKDAYANIM

EN AZ DOZAJ kg/m3

XO

----

C12/15

----

Çok kuru (Hava nemi çok düşük, bina içi betonlar)Çok kuru (Hava nemi çok düşük, bina içi betonlar)XO

XC3

0.55

C30/37

280

Orta derecede nem ( yağmurdan korunmuş dış/iç eleman)Orta derecede nem ( yağmurdan korunmuş dış/iç eleman)XC3

XC4

0.50

300

Tekrarlı ıslanmaTekrarlı ıslanma--kuruma (su temasına açık yüzeyler)kuruma (su temasına açık yüzeyler)XC4

KARBONATLAŞMADAN KAYNAKLANAN KOROZYON

XC1

0.65

C20/25

260

XC1 Kuru (Hava nemi düşük, bina içi betonlar)Kuru (Hava nemi düşük, bina içi betonlar)

XC2

0.60

C25/30

280

Islak, nadiren kuru (Su tutucu yapı bölümleri, temeller)Islak, nadiren kuru (Su tutucu yapı bölümleri, temeller)XC2

C30/37